超高層建筑鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)思考

吳志鑫

當(dāng)前，在超高層建筑施工項(xiàng)目中，鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)得以廣泛應(yīng)用，主要是因?yàn)殇摻Y(jié)構(gòu)有硬度大、抗震效果好等方面的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。在實(shí)際超高層建筑鋼結(jié)構(gòu)施工過(guò)程中，技術(shù)方面的因素會(huì)對(duì)整體施工質(zhì)量造成直接影響。因此，為促進(jìn)鋼結(jié)構(gòu)性能提升，施工單位應(yīng)結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)的水文等條件，探究鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)及控制措施。

1.超高層建筑鋼結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分析

在超高層建筑施工中，鋼結(jié)構(gòu)施工是極為關(guān)鍵的施工環(huán)節(jié)，會(huì)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的提升起到積極作用。超高層建筑鋼結(jié)構(gòu)有硬度強(qiáng)以及高度高的特點(diǎn)，其自重較小。通常情況下，超高層建筑總高度在100m 以上，其鋼結(jié)構(gòu)需采取高空作業(yè)方式進(jìn)行施工操作，對(duì)施工安全防護(hù)以及施工技術(shù)等提出極高要求。當(dāng)前，超高層建筑鋼結(jié)構(gòu)更為多樣化，整體建筑呈現(xiàn)傾斜及扭曲的特征，會(huì)使鋼結(jié)構(gòu)施工難度加劇，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)的要求大幅提高。在實(shí)際超高層鋼結(jié)構(gòu)施工時(shí)，施工單位需合理運(yùn)用鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)，避免出現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件變形、漏焊等問(wèn)題，促進(jìn)超高層建筑鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性以及安全性的提高[1]。

2.超高層建筑鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)

2.1 螺栓預(yù)埋施工技術(shù)

在進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)建筑施工時(shí)，相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)高度重視螺栓預(yù)埋施工，嚴(yán)格把控螺栓安裝點(diǎn)的基礎(chǔ)軸線及高度，精確定位柱腳螺栓的預(yù)埋位置，測(cè)量柱腳螺栓距離實(shí)際的差值等。在繪制施工平面圖時(shí)，應(yīng)將實(shí)際偏差數(shù)據(jù)及方向等標(biāo)示出來(lái)，確保后續(xù)準(zhǔn)確安裝鋼柱。在開(kāi)展預(yù)埋螺栓位置施工時(shí)，相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)認(rèn)真監(jiān)測(cè)螺栓鋼柱安裝孔，還應(yīng)加強(qiáng)對(duì)軸線位置及標(biāo)高基準(zhǔn)點(diǎn)的管控，通常需實(shí)施兩次測(cè)量，在埋設(shè)定位和混凝土澆筑結(jié)束后，開(kāi)展測(cè)量工作，要求將標(biāo)高偏差控制在5mm 內(nèi)，將定位軸線偏差控制在2mm 內(nèi)。在建設(shè)區(qū)型鋼板時(shí)，相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)提前做好規(guī)劃工作，統(tǒng)籌管理整個(gè)項(xiàng)目建設(shè)，加強(qiáng)對(duì)螺栓預(yù)埋施工等環(huán)節(jié)的管控，為施工人員的安全提供有力保障，促進(jìn)鋼結(jié)構(gòu)建設(shè)質(zhì)量的提升[2]。

2.2 吊裝施工技術(shù)

在超高層建筑鋼結(jié)構(gòu)施工中，吊裝施工非常關(guān)鍵，吊裝施工操作規(guī)范性會(huì)直接影響整個(gè)建筑項(xiàng)目的建設(shè)施工質(zhì)量。為保障吊裝施工效果，應(yīng)做好以下兩方面：（1）在開(kāi)展吊裝施工前，相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)對(duì)建筑施工現(xiàn)場(chǎng)及鋼結(jié)構(gòu)實(shí)際情況進(jìn)行全面分析，將建設(shè)施工要求及塔吊裝置等確定下來(lái)，并明確施工結(jié)構(gòu)形式，確保后續(xù)施工順利進(jìn)行；（2）在鋼結(jié)構(gòu)吊裝施工過(guò)程中，主要有豎向立體吊裝施工與平面內(nèi)吊裝施工，吊裝施工順序有很大差異。其中，豎向立體吊裝施工，施工人員應(yīng)開(kāi)展下方吊裝施工，在進(jìn)行上方吊裝建設(shè)，將下層框架梁的吊裝施工順利完成。對(duì)于中層及上層框架梁的吊裝施工，施工人員應(yīng)開(kāi)展固定架梁作業(yè)，同時(shí)對(duì)吊裝情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，從而將樓蓋鋼筋混凝土樓板施工作業(yè)高效且安全地完成。在進(jìn)行平面吊裝時(shí)，施工人員應(yīng)沿核心筒開(kāi)展施工，先將設(shè)備等固定好，仔細(xì)檢查吊裝情況，對(duì)起重機(jī)載重進(jìn)行合理控制，對(duì)設(shè)備參數(shù)合理設(shè)置[3]。

2.3 焊接施工技術(shù)

在超高層鋼結(jié)構(gòu)施工中，施工人員需利用焊接技術(shù)連接各個(gè)構(gòu)件，在焊接施工中應(yīng)重視四個(gè)方面的問(wèn)題。

（1）在實(shí)際焊接施工過(guò)程中，施工單位應(yīng)結(jié)合焊接需求，選用性能高、安全性高的焊接設(shè)備，并采取符合實(shí)際情況的焊接施工技術(shù)?，F(xiàn)階段，二氧化碳保護(hù)焊接施工技術(shù)可應(yīng)用在鋼結(jié)構(gòu)焊接作業(yè)中，只需投入較低的成本費(fèi)用，可獲得良好的焊縫質(zhì)量。

（2）焊接施工方式將直接影響整體焊接質(zhì)量。在對(duì)平面內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行焊接時(shí)，施工人員應(yīng)先對(duì)中心部分鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行焊接，再向四周擴(kuò)散，完成焊接施工作業(yè)。在焊接豎向立體鋼結(jié)構(gòu)時(shí)，焊接人員應(yīng)先對(duì)上層框架梁進(jìn)行焊接，對(duì)壓型鋼板支托和下層框架梁實(shí)施焊接操作，再焊接壓型鋼板支托，完成焊接后，需對(duì)各部分的焊接情況進(jìn)行檢驗(yàn)。在焊接鋼結(jié)構(gòu)柱和柱時(shí)，施工單位應(yīng)同時(shí)安排兩名焊接人員配合進(jìn)行焊接施工，將焊縫內(nèi)雜物等及時(shí)清理干凈，以免影響焊接質(zhì)量[4]。

（3）在焊接施工作業(yè)過(guò)程中，會(huì)有大量的熱能產(chǎn)生，如果控制焊接冷卻的速度比較慢，將增大鋼結(jié)構(gòu)出現(xiàn)變形的概率。為有效解決焊接過(guò)程中的變形問(wèn)題，施工單位應(yīng)結(jié)合鋼結(jié)構(gòu)焊接要求選擇適合的焊接方法，加強(qiáng)對(duì)焊接施工的管控，將約束焊接變形的作用有效發(fā)揮出來(lái)。焊接箱型桿件和工型桿件時(shí)，施工人員可選用埋弧自動(dòng)焊工藝進(jìn)行焊接施工，促進(jìn)焊接效率提高。

（4）在實(shí)際焊接過(guò)程中，為避免發(fā)生焊瘤以及裂紋情況，施工人員應(yīng)在施工前檢查焊條，對(duì)焊接咬邊質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格把控，有效減少出現(xiàn)漏焊的概率。在檢查焊接質(zhì)量時(shí)，施工人員可利用超聲波對(duì)焊接部位進(jìn)行檢測(cè)，確保不會(huì)損害鋼結(jié)構(gòu)焊接點(diǎn)。

2.4 預(yù)變形施工技術(shù)

當(dāng)前，在超高層建筑鋼結(jié)構(gòu)施工中，通常會(huì)選用不規(guī)則鋼結(jié)構(gòu)造型，在具體施工過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)三維變形的情況。對(duì)此，施工人員應(yīng)高度重視鋼結(jié)構(gòu)變形情況，借助科學(xué)方法處理變形問(wèn)題。施工單位應(yīng)實(shí)時(shí)監(jiān)管鋼結(jié)構(gòu)施工情況，檢查施工技術(shù)的實(shí)際運(yùn)用，綜合考慮多種影響因素，科學(xué)制定合理的施工方案及施工措施，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)施工設(shè)計(jì)及具體施工質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格管控，降低鋼結(jié)構(gòu)變形概率，有效保障建筑整體鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。在鋼結(jié)構(gòu)預(yù)變形技術(shù)施工中，施工人員需采用構(gòu)件夾固法，將各個(gè)構(gòu)件部分固定好，避免中型及小型構(gòu)件出現(xiàn)變形問(wèn)題，借助有較好剛性的夾具將構(gòu)件固定，再開(kāi)展相應(yīng)的焊接工作，具體可用夾具強(qiáng)行固定在高溫冷卻后出現(xiàn)收縮變形的構(gòu)件上。構(gòu)件夾固工藝技術(shù)應(yīng)用在低碳鋼結(jié)構(gòu)施工中，可獲得較好的施工效果。施工人員需利用反變形法對(duì)中長(zhǎng)型鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件變形進(jìn)行有效控制，先對(duì)焊件冷卻后出現(xiàn)變形的大小情況及方向等進(jìn)行預(yù)測(cè)，并在實(shí)際焊接操作前，焊接有相同方向和大小的冷焊實(shí)施變形，抵消焊接后構(gòu)件變形的情況。施工人員按照不同的順序進(jìn)行焊接，會(huì)產(chǎn)生不同的變形情況，應(yīng)嚴(yán)格按照規(guī)定要求開(kāi)展正確的焊接施工操作。

3.某超高層建筑鋼結(jié)構(gòu)施工概況分析

某高層建筑是超高層鋼結(jié)構(gòu)建筑，屬于高層住宅，建筑高度約為528m，主要是由鋼結(jié)構(gòu)中心結(jié)構(gòu)體系作為建筑支撐，框架柱呈箱型截面（如圖1 所示），其中圓形鋼管起到中心支撐作用，建筑采用熱軋H 型鋼作為樓面框架梁以及次梁。

圖1 構(gòu)件截面形式

在實(shí)際施工時(shí)，采用鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行處理，鋼管及鋼柱等鋼結(jié)構(gòu)的施工效果明顯提高。施工單位在對(duì)相關(guān)位置數(shù)據(jù)進(jìn)行總結(jié)和分析后，將鋼管柱的具體傾斜度等確定下來(lái)，再開(kāi)展相應(yīng)的鋼結(jié)構(gòu)安裝工作。為對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的構(gòu)件變形情況進(jìn)行有效控制，施工人員采用預(yù)變形技術(shù)對(duì)其進(jìn)行控制。在實(shí)際焊接作業(yè)時(shí)，施工人員在焊接施工前，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件因焊接而出現(xiàn)的變形情況進(jìn)行判斷分析，借助焊接施工技術(shù)控制具體的焊接工序，并提前選用反變形技術(shù)，有效應(yīng)對(duì)變形問(wèn)題，將鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件變形控制在允許的變形范圍內(nèi)，與施工設(shè)計(jì)相關(guān)要求相符合。

4.總結(jié)

綜上，在建筑發(fā)展新形勢(shì)下，超高層建筑中會(huì)使用更多鋼結(jié)構(gòu)，鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)直接關(guān)系到整體施工質(zhì)量。在超高層建筑鋼結(jié)構(gòu)實(shí)際施工中，施工單位需綜合考慮施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，合理運(yùn)用預(yù)變形施工技術(shù)、焊接施工技術(shù)等，促進(jìn)超高層建筑整體建設(shè)質(zhì)量的提高。